Perjanjian No III/LPPM/2016-02/61-P
DAFTAR ISI Daftar isi 1 Abstrak 2 Bab I. Pendahuluan 3 DAN STUDI PENGOLAHAN BUAH PEPAYA MENJADI FRUIT LEATHER 1.1 Latar Belakang 3 MANISAN PEPAYA BERNUTRISI TINGGI 1.2 Tujuan Percobaan 5 1.3 Urgensi Penelitian 4 1.4 Target Penelitian 5 Bab II. Tinjauan Pustaka 6 2.1 Physalis Angulata 6 . 2.2 Antioksidan 6 2.3 Ekstraksi dengan Air Subkritik 2.2.1 Sifat Fisik Air 6 2.2.2 Mekanisme Ekstraksi 7 2.2.3 Faktor-faktor yang mempengaruhi Ekstraksi dengan Fluida Subkritik 8 2.4 Pengeringan 10 2.4.1 Alat pengering 2.4.2 Faktor-faktor yang memperngaruhi pengeringan 12 2.5 Bahan pengisi 13 2.6 Bentuk-bentuk obat 15 Bab III. Metode Penelitian 16 3.1 Prosedur Penelitian 16 3.1.1 Persiapan Bahan Baku 16 3.1.2 Penelitian Utama 17 3.1.2.1 Ekstraksi dengan Air Subkritik 17 3.1.2.2 Pengeringan 18 3.2 Prosedur Analisis 20 Disusun Oleh: 3.2.1 Analisa Kadar Air 20 Ratna Frida Susanti 3.2.3 Analisa Kuantitatif 21 Judy Retti Witono Bab IV. Jadwal Pelaksanaan 24 Petrick Cakasana Bab V. Hasil dan pembahasan 25 Bab VI. Kesimpulan dan Saran 37 Daftar Pustaka 38
Lembaga Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Universitas Katolik Parahyangan 2016
1
DAFTAR ISI Daftar isi…………………………………………………………………………
1
Abstrak…………………………………………………………………………..
2
Bab I. Pendahuluan……………………………………………………………...
3
1.1 Latar Belakang……………………………………………………………
3
1.2 Tujuan Percobaan ………………………………………………………..
5
1.3 Urgensi Penelitian ………………………………………………………
5
1.4 Target Penelitian ………………………………………………………… 5 Bab II. Tinjauan Pustaka ………………………………………………………… 7 2.1 Pepaya (Carica Papaya L.) …………………………………………………..
7
2.1.1. Deskripsi tumbuhan Pepaya ………………………………………………. 7 2.1.2 Klasifikasi tumbuhan papaya ………………………………………………. 9 2.1.3 Kandungan nutrisi buah papaya ……………………………………………. 9 2.1.3.1 Vitamin A ……………………………………………………………... 11 2.1.3.2 Vitamin C ……………………………………………………………… 11 2.1.3.3 Papain ………………………………………………………………….. 12 2.2 Pengeringan …………………………………………………………………… 12 2.3 Manisan buah kering ………………………………………………………….. 14 2.4 Fruit leather …………………………………………………………………………… 16 BAB III. METODE PENELITIAN………………………………………………. 18 3.1 Kerangka penelitian …………………………………………………………
18
3.2 Bahan dan alat penelitian ……………………………………………………. 18 3.3 Prosedur penelitian …………………………………………………………… 20 3.3.1 Pengolahan papaya …………………………………………………………. 20 3.3.1.1 Pembuatan manisan pepaya kering ………………………………………. 20 3.3.1.2 Pembuatan fruit leather ………………………………………………….. 20 3.3.2 Analisa kadar nutrisi ……………………………………………………….
21
3.3.2.1 Analisa kadar vitamin A atau beta karoten …………………………......
21
A. Pembuatan larutan baku ……………………………………………………… 21 B. Penentuan waktu pengukuran spektrofotometer ……………………………… 21 C. Penentuan panjang gelombang maksimum …………………………………… 22 D. Pembuatan kurva standar …………………………………………………….. 22 E. Pembuatan sampel ………………………………………………………….. 2
22
F. Uji kualitatif ………………………………………………………………….
23
G. Uji kuantitatif…………………………………………………………………
23
3.3.2.2 Analisa kadar vitamin C …………………………………………………
23
A. Metode titrasi …………………………………………………………………. 23 1. Pengukuran standar vitamin C tablet sebagai pembanding …………………… 23 2. Pengukuran volume titrasi sampel …………………………………………….. 24 B. Metode spektrofotometer ……………………………………………………..
24
1. Penentuan panjang gelombang maksimum ……………………………………. 24 2. Pembuatan larutan standard dan kurva standar ……………………………….. 25 3. Pengukuran sampel ……………………………………………………………. 25 3.3.2.3. Analisa kadar enzim papain……………………………………………….. 26 A.
Pembuatan reagen ………………………………………………………… 26 1. Larutan sodium phosphate 0,05 M …………………………………… 26 2. Larutan asam sitrat 0,05 M …………………………………………… 26 3. Casein substrate ………………………………………………………. 26 4. Larutan buffer ……………………………………………………….. 26 5. Larutan trichloroacetat acid (TCA) 30% …………………………….. 27 6. Larutan standar papain ………………………………………………. 27
B.
Uji enzim papain ………………………………………………………….. 27
3.3.2.4 Analisa kadar air…………………………………………………………… 28 3.3.2.5 Analisa aktivitas air pada sampel …………………………………………. 28 3.3 Variasi percobaan ……………………………………………………………… 29 3.4 Lokasi dan jadwal penelitian ………………………………………………… 30 Daftar pustaka …………………………………………………………………… 31 Rekapitulasi anggaran penelitian…………………………………………………. 33
3
ABSTRAK
Produksi papaya di Indonesia cukup besar, yaitu sekitar 871.282 ton pada 2013, akan tetapi pemanfaatannya masih terkendala karena umur buah ini sangat pendek (dalam hitungan hari). Oleh karena itu, diperlukan teknik pengawetan untuk pemanfaatan papaya dan meningkatkan nilainya secara komersial. Pengeringan adalah salah satu dari teknik pengawetan yang ada. Dalam penelitian ini, akan dilakukan studi mengenai pemanfaatan papaya sebagai manisan dan fruit leather. Metode yang digunakan adalah pengeringan dengan oven. Tujuan khusus yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah (i) mempelajari pengaruh suhu pengeringan oven dan ketebalan bahan terhadap kandungan vitamin C pada produk fruit leather dan manisan pepaya (ii) Mempelajari proses pembuatan fruit leather dan manisan pepaya dan melihat potensi pengembangan produk. Target akhir dari penelitian ini adalah diperolehnya kondisi pengeringan dan ketebalan buah terbaik untuk mempertahankan kandungan vitamin C pada buah papaya untuk pembuatan fruit leather dan manisan papaya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa vitamin C pada produk fruit leather dan manisan terbaik pada pengeringan suhu 40oC dan ketebalan xxx pada manisan dan xxx pada fruit leather.
4
BAB I. PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang Pepaya yang tumbuh subur di Indonesia dan negara-negara lain dengan iklim
tropik dan subtropik adalah jenis tumbuhan yang bernilai ekonomi. Bagian- bagian tanaman (daun, bunga, buah) sudah dimanfaatkan masyarakat luas untuk konsumsi makanan maupun obat-obatan tradisional. Buah pepaya mentah seringkali dimanfaatkan untuk sayur, sedangkan buah yang masak dikonsumsi langsung. Daun papaya digunakan untuk sayur dan juga jamu tradisional, sedangkan bunganya dimanfaatkan untuk sayuran. Tanaman papaya memiliki kandungan nutrisi utama yaitu enzim papain, vitamin A dan vitamin C. Enzim papain merupakan enzim yang sering digunakan untuk melunakkan daging. Vitamin A dan vitamin C merupakan nutrisi yang dibutuhkan oleh tubuh manusia. Kekurangan vitamin A dapat menyebabkan gangguan penglihatan seperti miopi dan rabun malam sedangkan vitamin C diperlukan sebagai antioksidan dan dapat meningkatkan daya tahan tubuh. Buah papaya sendiri memiliki kandungan enzim papain, vitamin A dan C yang tinggi, dan diproduksi dalam jumlah yang banyak. Akan tetapi, waktu penyimpanan buah papaya yang sudah matang menjadi salah satu permasalahan yang harus dihadapi. Buah pepaya memiliki umur yang relatif pendek karena hanya dapat bertahan selama beberapa hari, sebelum akhirnya busuk, seperti terlihat pada table 1.1. Pengeringan dapat digunakan untuk proses pengawetan buah pepaya. Produk hasil pengeringan buah papaya adalah manisan pepaya kering dan fruit leather. Manisan pepaya kering adalah manisan pepaya yang dikeringkan dan dapat disimpan beberapa bulan. Fruit leather merupakan produk olahan buah yang dikeringkan dan dibentuk menjadi lapisan tipis. Pada pembuatan fruit leather dapat dilakukan beberapa modifikasi untuk meningkatkan nilai ekonomis.
5
Tabel 1.1 Daya tahan buah dan sayuran(1) Waktu antara panen dan proses pengolahan sebelum terjadi pembusukan Beberapa hari
Beberapa minggu
Beberapa bulan
Pisang
Alpukat
Lemon
Melon
Pisang matang
Lime
Jambu
Breadfruit
Orange
Pepaya
Grapefruit
Tamarind
Passion fruit
Jackfruit
Tangerine
Nanas
Soybean
Strawberry
Squash
Watermelon
Cabbage
Cauliflower
Capsicum
Courgette
Chickpea
Cucumber
Cowpea
Green bean
Navy bean
Leek
Pigeon pea
Lettuce
Pumpkin
Okra Peppers Spinach Spring onion Tomato
1.2
Tujuan penelitian Penelitian ini bertujuan untuk: 1. Mempelajari pengaruh suhu pengeringan dan ketebalan buah terhadap kadar vitamin C dalam pembuatan fruit leather dan manisan buah papaya. 2. Mempelajari proses pembuatan fruit leather dan manisan pepaya dan melihat potensi pengembangan produk 6
1.3
Urgensi Penelitian Penelitian ini ditujukan untuk mengatasi permasalahan waktu penyimpanan buah
papaya yang relatif pendek, sehingga buah papaya yang memiliki kandungan nutrisi tinggi bisa dimanfaatkan menjadi produk komersial dengan kandungan nutrisi yang masih terjaga. Dengan demikian petani Indonesia lebih terangkat secara ekonomi, demikian juga memberi ide bagi wirausaha untuk menjadikan bahan yang bernilai komersial rendah menjadi lebih bernilai ekonomi. 1.4 Target Penelitian dan luaran Target penelitian ini adalah memperoleh produk fruit leather dan manisan papaya dengan kandungan vitamin C yang tinggi. Metode penelitian dan kondisi operasi optimum dapat digunakan sebagai studi awal untuk memproduksi manisan papaya dan fruit leather, sehingga memberikan kontribusi bagi usaha kreatif masyarakat di dalam pemanfaatan buah papaya. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dipublikasikan pada Jurnal Food Processing and Preservation (IF=1.15) 1.5 Roadmap penelitian
2017 Penelitian tentang buah pepaya sebagai keripik
7
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Pepaya (Carica Papaya L.) 2.1.1. Karakteristik Tanaman Pepaya Pepaya merupakan tumbuhan yang tumbuh subur di daerah tropik dan subtropik, . dijumpai di dataran rendah hingga daerah dengan ketinggian 1000 m diatas permukaan laut[3]. Tumbuhan pepaya sangat sensitif terhadap air sehingga tidak dapat tumbuh pada daerah yang tergenang air. Tumbuhan pepaya memiliki bagian tubuh batang, daun, buah dan bunga. Tumbuhan pepaya dapat memiliki ketinggian 2-10 meter dan diameter 10-40 cm(2),(3) dengan batang terlihat seperti spon berserat dengan bentuk silinder dan berongga. Batang berwarna coklat atau coklat abu-abu. Batang yang sudah cukup tua menjadi lebih keras dan memiliki bekas luka akibat daun dan bunga yang gugur. Gambar tumbuhan pepaya disajikan pada gambar 2.1.
Gambar 2.1 Tumbuhan pepaya[1] Daun papaya, berbentuk seperti telapak tangan dengan pembuluh darah di bagian tengah daun, dengan diameter 25-75 cm. Pada daun terdapat 7-11[1,2] daun telinga yang besar dengan bentuk lebar, tidak beraturan, atau runcing. Kumpulan daun memiliki warna hijau tua hingga kuning kehijau. Pada kumpulan daun yang cerah ini dapat terlihat saraf berwarna putih pucat dan juga pembuluh darah. Permukaan dasar bawah daun berwarna hijau kekuningan dengan pembuluh darah yang menonjol. Tangkai daun berbentuk bulat dengan panjang 25-100 cm dan tebal 0,5-1,5 cm. Buah pepaya yang dapat dilihat pada gambar 2.2, memiliki bentuk oval dan runcing dan memiliki biji di dalamnya yang berwarna hitam. Buah pepaya memiliki panjang 15-50 8
cm dan ketebalan 10-20 cm dengan berat mencapai antara 250 gram sampai dengan 3000
gram. Gambar 2.2 komponen buah pepaya[2] Buah pepaya memiliki kulit yang tipis dan seperti lilin, tetapi cukup keras. Buah pepaya yang berwarna hijau dan keras kaya akan getah putih. Pada saat matang buah pepaya berwarna kuning muda. Daging buah yang matang memiliki variasi warna merah, kuning atau jingga[1],[4]. Biji memiliki bentuk bulat dengan panjang 5 mm dan berwarna hitam. Biji pada buah pepaya banyak dan melekat pada jaringan fibrosa. Jaringan fibrosa merupakan bagian dalam buah pepaya yang lembut dan berwarna putih. Bagian buah, daun dan getah pada batang sering digunakan untuk makanan, obat kesehatan dan kosmetik. Komponen vitamin dan enzim yang terdapat pada bagian tumbuhan pepaya memiliki nilai ekonomis. Komponen, bagian tumbuhan dan kegunaan disajikan pada tabel 2.1. Tabel 2.1 komponen, bagian tubuh dan kegunaan komponen Vitamin A[4],[5]
Bagian tumbuhan Buah
Kegunaan Kesehatan penglihatan Memperkuat tulang Kesehatan paru-paru
Vitamin C[6],[7]
Buah
Menjaga kesehatan tubuh Mencegah scurvy Memperkuat tulang
9
Enzim papain[8]
Batang
Melunakan daging
Daun
Menambah nafsu makan
Buah
Sebagai sayuran Obat - obatan
2.1.2 Klasifikasi tumbuhan pepaya[9],[10] Kingdom
: Plantae
Divisi
: Spermatohpyta
Sub-divisi
: Angiosperma
Kelas
: Dicotyledonae
Ordo
: Caricales
Family
: Caricaceae
Spesies
: Caricaceae papaya L.
2.1.3 Kandungan nutrisi buah pepaya Buah pepaya memiliki kandungan nutrisi yang penting untuk tubuh manusia. nutrisi yang paling penting terdapat dalam buah pepaya adalah papain, vitamin A, dan vitamin C. Komponen nutrisi pada buah pepaya ditampilkan pada tabel 2.2 Tabel 2.2 komponen nutrisi pada buah pepaya komponen
Pepaya mentah[11]
Pepaya matang[11]
Papaya[12]
Energy (kkal)
26
46
35
Air (g)
92,3
86,7
90,7
Protein (g)
2,1
6,5
1,5
Lemak (g)
0,1
-
0,1
Karbohidrat (g)
4,9
12,2
7,1
Vitamin A (IU)
50
365
-
10
Vitamin B (mg)
0,02
0,04
-
Vitamin C (mg)
19
78,0
71,0
Kalsium (mg)
50
23,0
11,0
Fosfor (mg)
16
12,0
3,0
Zat besi (mg)
0,4
1,7
0,7
Serat (g)
-
-
0,5
Abu (g)
-
-
0,1
Natrium (mg)
-
-
3,0
Beta karotena (µg)
-
-
1160
Kalium (mg)
-
-
16
Vitamin B1 (mg)
-
-
0,03
Vitamin B2 (mg)
-
-
0,07
Niacin (mg)
-
-
0,1
2.1.3.1 Vitamin A[4],[5] Vitamin A merupakan salah satu vitamin yang dibutuhkan tubuh. Vitamin A dapat mempengaruhi kesehatan mata, paru-paru, tulang, kulit dan daya tahan tubuh. Vitamin A dapat dibagi menjadi pro-vitamin A dan pre-formed vitamin A. pro-vitamin A adalah karotena berwarna merah, jingga atau kuning yang terdapat pada buah dan sayuran. Karotena yang banyak terdapat di buah dan sayuran dikenal juga dengan nama beta karotena. Beta karotena didalam tubuh akan dikonversi menjadi vitamin A yang kemudian digunakan. Pre-formed vitamin A adalah vitamin A yang telah terbentuk dan dapat langsung digunakan oleh tubuh. Vitamin A (retinol) banyak terdapat pada produk hewani seperti ikan dan susu. Vitamin A diperlukan tubuh untuk menjaga kesehatan dan daya tahan tubuh. Sel pada retina
mengandung protein terikat pada vitamin A, 11-cis retinal, yang dapat 11
mempengaruhi sensitivitas terhadap cahaya. Pada wanita yang sedang hamil kekurangan vitamin A dapat mengakibatkan cacat bawaan. Kekurangan vitamin A menyebabkan cellmediated. Cell mediated adalah daya tahan tubuh yang tidak disertai dengan antibody sehingga tubuh melepaskan sel fagosit dan pelepasan berbagai sitokin sebagai respon terhadap antigen. Vitamin A juga berpengaruh terhadap pertumbuhan musculo-skeletal system. 2.1.3.2 Vitamin C[6],[7] Vitamin C (L-ascorbic acid) Vitamin C merupakan komponen organik yang berguna untuk metabolism tubuh. Vitamin C dapat diperoleh dari buah-buahan dan juga sayuran. Pada tubuh manusia tidak terdapat enzim L-gulonolakton oksidase yang berfunsi untuk mensintesis vitamin C[13],[16]. Vitamin C mudah larut pada air, sedikit larut dalam alkohol dan alkohol. Vitamin C tidak dapat larut pada pelarut non polar. Vitamin C merupakan antioksidan efektif yang diperlukan oleh tubuh. Vitamin C juga berperan penting dalam biosintesis kolagen yang merupakan sebagian besar protein dalam tubuh. Kesehatan kulit, tulang dan gigi juga dipengaruhi oleh vitamin C. Struktur kimia vitamin C ditampilkan pada gambar 2.4.
Gambar 2.4 struktur kimia vitamin C 2.1.3.3 Papain[11] papain merupakan enzim proteolitik. Enzim papain berfungsi untuk menghidrolisis protein menjadi asam amino dan peptida-peptida. Papain memiliki kondisi suhu optimum 55 ºC sampai 65 ºC dan pH antara 5-7. Enzim papain terdapat batang, daun, dan buah pepaya. Enzim papai memiliki kelarutan 10 mg/mL. enzim papain stabil pada suhu tinggi. Enzim papain tidak stabil pada kondisi asam dan dapat mengakibatkan penurunan aktivitas
12
enzim. Aktivitas enzim papain akan menurun sebanyak 20% pada kondisi pemanasan pada temperature 70 ºC dan pH 7.0 2.2 Pengeringan[12],[13],[14] Pengeringan merupakan salah satu metode yang digunakan untuk mengawetkan bahan makanan. Pengeringan adalah proses pemisahan cairan dari padatan. Cairan ini dapat berupa cairan organik atau pelarut organik. Pada pengeringan buah pepaya, cairan yang akan dipisahkan adalah air. Pada proses pengeringan terjadi perpindahan massa dan perpindahan energi yang terjadi secara bersamaan. Energi panas atau kalor yang terdapat pada medium pemanas ditransfer menuju ke bahan yang akan dikeringkan. Proses perpindahan panas dapat terjadi secara konduksi, konveksi atau radiasi. Proses pengeringan terdiri dari 2 tahapan, yaitu laju pengeringan konstan dan laju pengeringan menurun. Laju pengeringan ditampilkan pada gambar 2.5 Pada tahap pertama, air yang tidak terikat pada padatan akan teruapkan. Tahap ini berlangsung sampai seluruh air yang tidak terikat habis teruapkan. Laju pengeringan pada tahap ini bernilai konstan. Pada tahap kedua, air terikat pada padatan akan ditransfer menuju ke luar permukaan padatan. Air yang sudah berpindah ke permukaan padatan dapat menguap dan dipisahkan dari padatan. Pada tahap ini laju pengeringan menurun dikarenakan diperlukan energi yang lebih untuk memindahkan air terikat menuju ke permukaan padatan.
Gambar 2.5 laju pengeringan[14] 13
Laju pengeringan dapat dihitung menggunakan rumus
Waktu pengeringan dapat dihitung menggunakan rumus 1. Laju pengeringan konstan
2. Laju pengeringan menurun
Dimana
t
= waktu pengeringan
Ls = berat padatan kering A
= luas area pengeringan
X
= kadar air basis kering
R
= laju pengeringan
Alat yang digunakan untuk pengeringan adalah vacuum drying oven. Padatan diletakkan pada loyang dengan ukuran yang disesuaikan dengan ukuran oven. Alat ini dihubungkan dengan pompa vakum untuk membuat kondisi vakum. Pengoperasian alat ini dipelajari pada operasi manual vacuum oven. Rangkaian alat vacuum drying oven ditampilkan pada gambar 2.6.
Gambar 2.6 rangkaian alat vacuum drying oven
14
2.3 Manisan buah kering[11],[15],[16] Manisan buah kering merupakan produk olahan buah yang memiliki daya simpan relatif lama. Manisan buah dapat disajikan basah atau kering sesuai dengan kebutuhan. Manisan buah basah dan kering memiliki metode pembuatan yang sama sampai menjadi manisan buah basah. Manisan buah basah dikeringkan untuk dijadikan manisan buah kering. Dalam pembuatan manisan buah ditambah zat garam, kalsium klorida, asam sitrat, gula, potassium sorbet dan asam askorbat yang bermanfaat untuk mengawetkan, menurunkan kadar air, memperkokoh struktur, menurunkan pH dan mencegah perubahan warna[20],[21]. Pada pembuatan manisan pepaya kering digunakan pepaya mengkal. Garam[3] bermanfaat untuk meningkatkan cita rasa dan menurunkan aktivitas air. Berkurangnya
aktivitas
air
dapat
menghambat
pertumbuhan
mikroorganisme.
Pertumbuhan mikroorganisme sangat bergantung pada aktivitas air. Hubungan aktivitas air terhadap aktivitas mikroogranisme ditampilkan pada tabel 2.3. Garam yang digunakan adalah NaCl. Penambahan kalsium klorida(CaCl2) bertujuan untuk memperkuat jaringan struktur pepaya. Kalsium klorida dapat berfungsi sebagai agen antimikroba, pengental dan pembentuk tekstur. Pektin yang berasal dari buah pepaya bereaksi dengan kalsium klorida membentuk komleks kalsium-pektat. Kalsium-pektat bermanfaat untuk memperkokoh tekstur produk[3]. Tabel 2.3 Hubungan aktivitas air terhadap aktivitas mikroorganisme mikroorganisme
Aw minimum
Organisme penghasil lender pada daging
0,98
Spora Pseudomonas, Bacillus cereus
0,97
Spora B. subtilis, C. Botulinum
0,95
C. botulinum, Salmonella
0,93
Bakteri
0,91
Ragi
0,88
15
Aspergillus niger
0,85
Jamur
0,80
Bakteri halofilik
0,75
Jamur xerofilik
0,65
Ragi osmofilik
0,62
Asam sitrat(C6H8O7) berfungsi untuk menurunkan pH, memperbaiki warna, dan memperbaiki tekstur produk. pada kondisi asam, aktivitas mikroorganisme dapat terhambat. Asam sitrat juga dikenal sebagai chelating agent karena kemampuannya mengikat logam bivalen (Mn, Mg dan Fe). Logam bivalen merupakan katalisator dalam reaksi biologis[3]. Penambahan gula[11],[15],[16], dapat bermanfaat untuk meningkatkan kadar gula dan menurunkan aktivitas air. Salah satu teknik pengawetan yang dapat digunakan adalah pemanfaatan kombinasi kadar gula tinggi, kondisi asam dan temperatur tinggi. Pada manisan buah digunakan kadar air yang cukup bervariasi . Pada kadar air 75% laju difusi air keluar dari dalam buah lebih tinggi dibandingkan dengan laju difusi gula dari larutan gula kedalam buah. Hal ini mengakibatkan tekstur buah menjadi keras dan berkerut. Untuk menghambat pertumbuhan khamir dan kapang digunakan potassium sorbat(C6H7O2K), asam sorbat atau sodium. Pada kondisi pH 3,5 penambahan asam sorbet 0,1 % dapat menghambat pertumbuhan bakteri asam laktat. Asam askorbat(C6H8O6) digunakan untuk meningkatkan kadar vitamin C. Asam askorbat dapat membentuk vitamin C karena memiliki gugus enediol dan karbonil. Kedua gugus akan membentuk konjugasi yang kemudian membentuk vitamin C. Vitamin C bersifat stabil pada kondisi asam. Vitamin C bersifat tidak stabil terhadap okigen, udara, sinar, panas dan kondisi basa. Kondisi asam dapat menghambat degradasi vitamin C pada saat pengolahan ataupun penyimpanan. Penambahan asam askorbat juga digunakan untuk mencegah perubahan warna atau pencoklatan enzimatis oleh enzim polifenoli. 2.4 Fruit leather [1],[17],[18],[19] Fruit leather adalah produk olahan buah yang berbentuk lembaran tipis. Fruit leather merupakan teknik inovatif dalam teknik pengawetan. Fruit leather dibuat dari 16
buah atau sayuran yang diblender dan dijadikan bubur. Kemudian bubur dituang pada loyang dan kemudian dikeringkan. Keuntungan dari produk fruit leather adalah kemudahan dalam memodifikasi produk sesuai dengan kebutuhan. Secara umum produk fruit leather dapat bertahan selama 3 bulan. Produk fruit leather ditampilkan pada gambar 2.7. Kualitas produk fruit leather diukur dengan parameter warna, penampilan, rasa, bentuk, umur penyimpanan, kadar nutrisi, kadar air dan aktivitas air. Kualitas penampilan produk fruit leather ditentukan oleh kekerasan, kekenyalan, ketahanan dan sifat lengket.
Gambar 2.7 produk fruit leather Prinsip pembuatan fruit leather adalah pengeringan bubur buah atau sayuran. Bubur dibuat dari bahan bebas pengotor yang dihancurkan. Setelah terbentuk lapisan tipis, fruit leather dapat dibentuk menjadi gulungan atau dicetak dengan cetakan yang diinginkan. Kendala yang dihadapi pada pembuatan fruit leather adalah perubahan warna menjadi coklat, terdapat kontaminasi mikroorganisme, kerusakan nutrisi pada buah atau sayuran dan tekstur produk yang kurang menarik. Sebelum dilakukan pengeringan dapat dilakukan blanching atau steaming jika diperlukan. Untuk mengatasi kendala tersebut pada bubur dapat ditambahkan zat additif. Penambahan zat additif berfungsi untuk memperbaiki tekstur, memperbaiki warna produk, meningkatkan kualitas produk, meningkatan umur penyimpanan. Zat additif yang dapat digunakan adalah gula, madu, asam askorbat, kacang, pektin. Penambahan gula berfungsi untuk meningkatkan daya ikat bubur. Daya ikat bubur berpengaruh terhadap tekstur produk. daya ikat bubur yang kurang baik dapat mengakibatkan lapisan pecah pada saat akan diangkat dari loyang. Gula yang digunakan adalah larutan 5% sukrosa. 17
Penambahan madu berfungsi sebagai pemanis dan anti bakteri, dan juga untuk memperpanjang umur penyimpanan. Untuk pemanis dapat juga digunakan sirup jagung. Sirup jagung juga dapat mencegah terbentuknya Kristal sehingga dapat memperpanjang umur penyimpanan. Penambahan SO2 dapat mencegah perubahan warna akibat panas pada saat pengeringan. Pemakaian SO2 sudah mulai dilarang dikarenakan SO2 dapat bersifat meracuni sehingga diperlukan zat pengganti SO2. Asam askorbat atau jus jeruk dapat digunakan sebagai pengganti SO2 untuk mencegah terjadinya perubahan warna menjadi coklat. Proses blanching atau steaming dapat memberikan tekstur produk yang lebih lembut. Proses blanching dilakukan pada temperatur 90 ºC dapat membunuh mikroorganisme yang terdapat pada bubur. Proses pengeringan dilakukan pada variasi 40 ºC sampai 60 ºC.
18
BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Kerangka penelitian Kerangka penelitian terdiri dari dua tahap, yaitu penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Penelitian pendahuluan dilakukan dengan membuat produk fruit leather dan manisan papaya tanpa tambahan aditif dan dengan penambahan aditif menggunakan kondisi optimum yang didapatkan dari literatur, untuk melihat keberhasilan pembuatan kedua produk tersebut dari tekstur. Target produk untuk fruit leather adalah tektur halus dan tidak pecah/sobek ketika dibentuk serta tidak berjamur selama penyimpanan seminggu. Target produk untuk manisan adalah tekstur produk yang tidak keras/alot ketika dimakan dan tidak berjamur selama penyimpanan seminggu. Pengolahan bahan baku buah pepaya terdiri dari pemilihan buah pepaya, pemotongan buah, pemisahan biji dan kulit. Buah pepaya yang digunakan untuk pembuatan manisan adalah buah pepaya mengkal. Buah pepaya yang digunakan untuk pembuatan fruit leather adalah buah pepaya yang sudah matang. Setelah diperoleh kondisi optimum untuk pembuatan masing-masing produk, penelitian utama dilakukan dengan menggunakan variasi temperatur pengeringan dan variasi ukuran ketebalan. Variasi temperatur yang digunakan adalah 40ºC, 60ºC dan 80ºC. Variasi ketebalan yang digunakan pada pembuatan fruit leather adalah 8 mm, 10 mm dan 12 mm. Variasi ketebalan yang digunakan pada pembuatan manisan pepaya kering adalah 1 cm, 2 cm dan 3,5 cm. Kondisi terbaik adalah kondisi yang memberikan kandungan vitamin C yang terbaik.
19
3.2 Prosedur penelitian 3.2.1 Pengolahan papaya 3.2.1.1 Pembuatan manisan pepaya kering Papaya mengkal Pemisahan biji dan kulit, pencucian Dipotong dengan ukuran 2 cm x 2 cm dengan variasi diameter 1 cm, 2 cm dan 3,5 cm Direndam pada larutan garam 1% NaCl (w/w) selama 30 menit Direndam pada larutan CaCl2 4% selama 480 menit Dilakukan blanching dengan steamer selama 1 menit Direndam pada larutan CaCl2 4% selama 8 jam Direndam pada larutan asam sitrat 1% selama 1440 menit Perendaman dalam larutan gula 20% selama 2880 menit Pengeringan pada temperatur 40 ºC,60 ºC,80 ºC hingga diperoleh produk dengan kadar air 12-20 % Manisan papaya kering
20
3.2.1.2 Pembuatan fruit leather Pepaya matang Dikupas dan dicuci, biji dan kulit dipisahkan Blancing/pengukusan Dihancurkan dengan blender sampai halus Ditambahkan larutan gula 20% dan madu Didinginkan pada temperatur ruangan Tuang ke tray dengan variasi ketebalan 8,10,12 mm Pengeringan dengan variasi temperatur 40 ºC, 60 ºC, 80 ºC hingga diperoleh produk dengan kadar air 12-20% Fruit leather 3.2.2 Analisa Analisa yang dilakukan adalah kadar air, Aw dan vitamin C menggunakan standard asam askorbat dengan metode spektrofotometer.
3.3 Variasi percobaan Pada pembuatan manisan buah papaya kering digunakan variasi temperatur pengeringan dan ketebalan pemotongan. ii Variasi temperature = 40 ºC, 60 ºC,80 ºC Variasi ketebalan
= 1 cm, 2 cm dan 3,5 cm
Rancangan percobaan pembuatan manisan papaya kering 21
ketebalan
1 cm (X1)
2 cm (X2)
3,5 cm (X3)
40 ºC (Y1)
Y1X1
Y1X2
Y1X3
60 ºC (Y2)
Y2X1
Y2X2
Y2X3
80 ºC (Y3)
Y3X1
Y3X2
Y3X3
Pada pembuatan fruit leather papaya digunakan variasi temperatur pengeringan dan ketebalan 8 mm, 10 mm dan 12 mm Variasi temperature = 40 ºC, 60 ºC,80 ºC Variasi ketebalan
= 1 cm, 2 cm dan 3,5 cm
Rancangan percobaan pembuatan fruit leather papaya ketebalan
8 mm (A1)
10 mm (A2)
12 mm (A3)
40 ºC (Y1)
Y1A1
Y1A2
Y1A3
60 ºC (Y2)
Y2A1
Y2A2
Y2A3
80 ºC (Y3)
Y3A1
Y3A2
Y3A3
3.4 Lokasi dan jadwal penelitian Penelitian dilakukan di laboratorium teknologi pangan teknik kimia unpar sesuai dengan jadwal yang ditentukan pada tabel 3.1. Tabel 3.1 Rencana kerja Kegiatan Penelitian
Jan 1
Feb Mar April Mei Juni Juli 2 3 4 5 6 7
Persiapan Persiapan bahan baku Percobaan pendahuluan Penelitian Pembuatan fruit leather Pembuatan manisan Analisa vit A, C dan papain Pengolahan data Publikasi Presentasi dalam seminar ilmiah Pembuatan laporan kerja 22
Agt Sept 8 9
Okt 10
Nov 11
Des 12
BAB IV. PEMBAHASAN 4.1 Penelitian Pendahuluan Pada penelitian pendahuluan ini ingin dilihat keberhasilan pembuatan manisan papaya dan fruit leather tanpa penambahan aditif apapun. Gambar 4.1 adalah gambar manisan papaya sebelum pengeringan. Gambar 4.2 adalah gambar manisan papaya setelah proses pengeringan tanpa tambahan aditif apapun dan gambar 4.3 adalah gambar produk manisan papaya pasca pengeringan dengan aditif dan waktu pengeringan yang lebih singkat sehingga dihasilkan tekstur yang lebih lunak.
Gambar 4.1. Buah papaya untuk manisan
Gambar 4.2. Manisan papaya hasil pengeringan tanpa aditif 23
Gambar 4.3. Manisan papaya hasil pengeringan dengan aditif
Gambar 4.4 adalah fruit leather yang dibuat tanpa aditif dan menghasilkan tekstur yang berlubang selepas pengeringan. Gambar 4.5 adalah fruit leather pasca pengeringan dengan tekstur yang lebih baik tetapi ditumbuhi jamur setelah penyimpanan beberapa hari.
Gambar 4.4. Fruit leather tanpa aditif
24
Gambar 4.5. Fruit leather tanpa aditif (ada jamur) Oleh karena itu, ditambahkan gula dan madu sebagai aditif. Gula berfungsi untuk meningkatkan daya ikat bubur papaya dan madu berfungsi untuk mencegah pertumbuhan jamur.
4.2. Penelitian Utama 4.2.1 Manisan Pepaya Tabel 4.1 menyajikan data kadar air, Aw dan karakteristik produk manisan papaya. Tabel 4.1. Kadar air, Aw dan karakteristik produk manisan pepaya Kode
Suhu, oC
Ketebalan Kadar
Aw
Tekstur dan warna
air A1
40
1
12.9
0.678
Lunak/merah
A2
60
1
10.6
0.782
Sedikit keras/merah
A3
80
1
8.4
0.694
Sedikit keras/merah tua
A4
40
2
14.7
0.672
Lunak/merah
A5
60
2
13.9
0.736
Lunak/merah
A6
80
2
11.3
0.788
Tidak
keras/merah
coklat) A7
40
3.5
16.9
0.695
Lunak/merah
A8
60
3.5
13.6
0.717
Lunak/ merah
A9
80
3.5
10.3
0.759
Sedikit keras/merah tua
25
(sedikit
4.2.1.1 Kadar air Produk manisan yang dihasilkan memiliki kadar air yang bervariasi mulai dari 8,4% hingga 16,9 %. Pada manisan dengan kadar air 8,4 % memiliki tekstur sedikit keras. Manisan dengan kadar air 16,9 % bersifat sedikit lembab atau basah. Manisan dengan kadar air tinggi lebih lunak dan enak dibanding manisan yang kadar airnya rendah. 4.2.1.2 Aw Manisan memiliki nilai Aw berkisar antara 0,672 hingga 0,788. Pada kisaran nilai Aw ini terdapat 3 mikroba yang memiliki potensi untuk tumbuh dan berkembang biak yaitu - Bakteri halofilik dapat tumbuh pada lingkungan dengan nilai Aw minimum 0,75 - Jamur xerofilik dapat tumbuh pada lingkungan dengan nilai Aw minimum 0,65 - Ragi osmofilik dapat tumbuh pada lingkungan dengan nilai Aw minimum 0,62 Pada manisan yang dihasilkan tidak didapati pertumbuhan mikroba. Berdasarkan hasil yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa pada manisan yang dihasilkan masih mungkin terjadi pertumbuhan bakteri halofilik, jamur xerofilik dan ragi osmofilik tetapi tidak terjadi kontaminasi sehingga diperoleh produk manisan yang steril. 4.2.1.3 Kadar vitamin C Gambar 4.6 menunjukkan grafik kadar vitamin C pada manisan papaya sebagai fungsi suhu pengeringan dan ketebalan awal buah. Vitamin C diukur menggunakan metode spektofotometer menggunakan asam askorbat sebagai standard. Kadar vitamin C tertinggi sebesar 55,32 ppm, diperoleh pada manisan dengan suhu pengeringan 40 ºC dan ketebalan manisan 2 cm. Kadar vitamin C terendah sebesar 31,97 ppm diperoleh pada manisan dengan suhu pengeringan 80 ºC dan ketebalan 1 cm. Pada manisan dengan ketebalan 3,5 cm dan 2 cm diperoleh hasil semakin tinggi suhu pengeringan maka semakin besar penyusutan kadar vitamin C. Pada manisan dengan ketebalan 1 cm diperoleh penyimpangan. Kadar vitamin C pada manisan dengan suhu pengeringan 60 ºC lebih tinggi dari manisan dengan suhu pengeringan 40ºC. Penyimpangan ini terjadi akibat waktu pengeringan yang tidak seragam. Waktu pengeringan manisan pada suhu 40 ºC diduga melebihi waktu pengeringan optimum sehingga terjadi penyusutan yang berlebih. Pada literatur diketahui kadar vitamin C pada buah pepaya matang sebesar 78 ppm. Persentase penyusutan vitamin C terrendah adalah 29,07% diperoleh pada manisan dengan 26
ketebalan 2 mm dan suhu pengeringan 40 ºC. Persentase penyusutan kadar vitamin C terbesar adalah 59,01% diperoleh pada manisan dengan ketebalan 1 cm dan suhu pengeringan 80 ºC.
Gambar 4.6. Pengaruh suhu pengeringan terhadap kadar vitamin C sebagai fungsi dari ketebalan awal buah.
4.2.2 Fruit Leather Data pengujian fruit leather mencakup kadar air, Aw dan karakterisik produk dapat dilihat pada tabel 4.2. 4.2.2.1.Kadar air Fruit leather yang dihasilkan memiliki kadar air berkisar antara 1,4 % hingga 7.0 %. Pada kadar air yang semakin rendah, tekstur fruit leather akan menjadi semakin keras, kering dan terjadi perubahan warna menjadi merah tua.
27
4.2.2.2. Aw Fruit leather memiliki nilai Aw berkisar antara 0,647 hingga 0,738. Hasil yang diperoleh tidak jauh berbeda dengan nilai Aw pada manisan. Pada fruit leather masih mungkin terjadi pertumbuhan bakteri halofilik, jamur xerofilik dan ragi osmofilik, tetapi proses pembuatan steril sehingga tidak terjadi pertumbuhan mikroba. Penyimpanan produk perlu dilakukan dengan steril dan tepat agar tidak terjadi kontaminasi. Tabel 4.2. Kadar air, Aw dan karakteristik produk fruit leather Kode
Suhu, oC Ketebalan
Kadar
Aw
Tekstur dan warna
air B1
40
5
4.8
0.705
Lunak/merah
B2
60
5
2.9
0.692
Sedikit keras/merah
B3
80
5
3.8
0.729
Sedikit keras/merah tua
B4
40
8
5.9
0.647
Lunak/merah
B5
60
8
1.4
0.731
Lunak/merah
B6
80
8
3.3
0.736
Lunak/merah
B7
40
10
7.0
0.685
Lunak/merah
B8
60
10
5.7
0.671
Lunak/merah
B9
80
10
5.1
0.738
Sedikit keras/merah tua
4.2.2.3. Kadar vitamin C Gambar 4.7 menampilkan grafik kadar vitamin C sebagai fungsi suhu pengeringan dan ketebalan awal. Kadar vitamin C tertinggi sebesar 34,56 ppm diperoleh pada fruit leather dengan ketebalan 8 mm dan suhu pengeringan 60 ºC. Kadar vitamin C terendah sebesar 22,72 ppm diperoleh pada fruit leather dengan ketebalan 5 mm dan suhu pengeringan 80 ºC. Pada fruit leather dengan ketebalan 8 mm dan 10 mm, semakin besar suhu pengeringan yang digunakan maka semakin kecil kadar vitamin C fruit leather. Pada fruit leather dengan ketebalan 5 mm, kadar vitamin C fruit leather dengan suhu pengeringan 60ºC lebih tinggi dari fruit leather dengan suhu pengeringan 40 ºC. Penyimpangan ini disebabkan oleh waktu pengeringan yang berlebih. Pada pengeringan 28
dengan suhu 40 ºC, diperlukan waktu yang berlebih untuk menghilangkan kadar air, sedangkan kerusakan vitamin C terus menerus terjadi. Pada pengeringan dengan suhu 60 ºC, waktu pengeringan lebih singkat dan kerusakan vitamin C berlangsung lebih singkat sehingga diperoleh kadar vitamin C yang lebih tinggi. Pada pengeringan dengan suhu pengeringan 80 ºC, waktu pengeringan menjadi lebih cepat tetapi kerusakan vitamin C menjadi lebih parah akibat suhu pengeringan yang terlalu tinggi.
Gambar 4.7. Kadar vitamin C sebagai fungsi Suhu Pengeringan pada berbagai ketebalan fruit leather Pada literatur diketahui kadar vitamin C pada buah pepaya matang sebesar 78 ppm. Persentase penyusutan vitamin C terrendah adalah 55,69% diperoleh pada fruit leather dengan ketebalan 8 mm dan suhu pengeringan 40 ºC. Persentase penyusutan kadar vitamin C terbesar adalah 70,87% diperoleh pada manisan dengan ketebalan 5 mm dan suhu pengeringan 80 ºC. 29
BAB V. KESIMPULAN Semakin tinggi suhu pengeringan maka penyusutan kadar vitamin C akan semakin besar. Hal ini dikarenakan vitamin C rentan terhadap panas. Sedangkan ketebalan optimum untuk mempertahankan kadar vitamin C adalah pada ketebalan medium. Semakin tipis, maka semakin mudah kerusakan vitamin C karena kontak terhadap suhu, sedangkan semakin tebal manisan/fruit leather maka waktu pengeringannya semakin lama sehingga kerusakan vitamin C lebih banyak. Kadar vitamin C pada manisan pepaya lebih besar dari kadar vitamin C pada fruit leather pepaya. Hal ini kemungkinan dikarenakan produk fruit leather memiliki luas permukaan yang lebih luas sehingga perpindahan panas dari permukaan fruit leather ke luar lebih tinggi.
30
DAFTAR PUSTAKA 1.
Fellows, P., (2004), Small-scale Fruit and Vegetable Processing and Products,
United Nations Industrial Development Organization, Vienna, pp.10. 2.
Garcia,H.S.,Gutierrez, G. V, Medina, J.D.L.C., (2003), Papaya Post-harvest
Operations, Food and Agriculture Organization of the United Nations, pp 2-9. 3.
Department of Health and Aging Office of the Gene Technology Regulator,
(2008), The Biology of Carica papaya L., pp15-17. 4.
World Heath Organization, (1995), Vitamin A Deficiency and Its Consequences,
3rd Ed., USA. 5.
Rahayu, I.D., Klasifikasi, Fungsi dan Metabolisme Vitamin, Universitas
Muhammadiyah Malang. 6.
Wardani, L.A., (2012), Validasi Metode Analisis dan Penentuan Kadar Vitamin C
pada Minuman Buah Kemasan dengan Spektrofotometri UV-Visible, Universitas Indonesia, Depok. 7.
European Food Safety authority (EFSA), (2013), Scientific Opinion Dietary
Reference Values for Vitamin C, Pp. 8-10. 8.
Pratiwi, I., (2007), Pengembangan Teknologi Pembuatan Manisan Pepaya Kering
(Carica papaya L.), Institut Pertanian Bogor, pp21. 9.
Paramesti, N.N., (2014), Efektivitas Ekstrak Biji Pepaya (Carica papaya L.)
sebagai Anti Bakteri terhadap Bakteri Escherichia coli, pp. 5. 10.
Wardani F.R., (2012), Potensi Perasan Daun Pepaya (Carica Papaya L.) terhadap
Jumlah Makrofag Pasca Gingivektomi pada Tikus Wistar Jantan, pp. 6. 11.
Pratiwi, I., (2007), Pengembangan Teknologi Pembuatan Manisan Pepaya Kering
(Carica papaya L.), pp4. 12.
Bioprocess Engineering Department FKKKSA UTM, Effect of Various Processing
Parameters on the Quality of Papaya Fruit Tea, pp.6. 13.
Irawan, I.A., (2011), Modul Laboratorium Pengeringan, Jurusan Teknik Kimia,
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. 14.
Geankoplis, C.J., (1978), Transport Processes and Unit Operations, 3 rd ed,
Prenctice Hall, pp. 520-569. 15.
Afifah, R., (2010), Quality Control Proses Pembuatan Manisan Carica, Universitas
Sebelas Maret, Surakarta.
31
16.
Direktorat Pengolahan Hasil Pertanian, (2009), Standar Prosedur Operasional
Pengolahan manga, Departemen Pertanian, Jakarta. 17.
Karki, M., (2011), Evaluation of Fruit Leathers Made from New Zealend Grown
Blueberries, Master Thesis, Lincoln University, Christchuch, New Zealand. 18.
Diamante, L. M., Bai, X., Busch, J., (2014), Fruit Leathers: Method of Preparation
and Effect of Different Conditions on Qualities, ed: Philip Cox, New Zealand. 19.
Kurniawan, D., (2014), Analisis Pengeringan pada Proses Pembuatan Lembaran
Buah (Fruit Leather) Pepaya, Insititut Pertanian Bogor, Bogor.
32
